W ciągu ostatnich dwóch lat rozważania na temat dekompresji przeszły głęboką przemianę, dzięki dr Davidowi Doolette i zespołowi Jednostki Nurkowania Eksperymentalnego Marynarki Wojennej USA (NEDU - Navy Experimental Diving Unit). Ich raport, Dekompresja po nurkowaniach He-N2-O2 (TRIMIX) nie jest bardziej efektywna, niż po nurkowaniach He-O2 (HELIOX), opublikowany w maju 2015 roku, obala przekonania dotyczące nurkowania na mieszankach gazowych, powszechne od czasu, gdy NEDU stworzyło - prawie 80 lat temu - pierwsze działające tabele helioksowe.

Ustalili oni, że dekompresja po nurkowaniu typu „w dół i do góry” uzależniona jest jedynie od czasu, głębokości i stężenia tlenu (PO2) w trakcie nurkowania, niezależnie od frakcji helu i/lub azotu w mieszance oddechowej. Innymi słowy, tak zwana „kara helowa”, czyli dodatkowe przystanki i wydłużenie dekompresji wynikające z oddychania mieszanką zawierającą hel podczas nurkowania typu „w dół i do góry”, w ogóle nie istnieje [1].

Wnioski? Praktycznie wszystkie istniejące tabele, komputery nurkowe i programy do liczenia dekompresji, używane obecnie przez nurków technicznych, szczególnie bazujące na algorytmie Buhlmann ZH-L16, zakładającym, że półokresy dla azotu są 2,65 raza dłuższe, niż dla helu, obarczone są błędem, który wydłuża czas dekompresji tym bardziej, im większa jest frakcja helu w mieszance. Problem polega na tym, że podczas gdy kara helowa jest fikcją, to „kara głębokościowa” (większość algorytmów zaleca coraz bardziej ryzykowne profile, im głębsze i dłuższe nurkowanie) wcale nie. Nie istnieje jednak żaden niezawodny sposób, pozwalający z góry stwierdzić, która jest która, a co za tym idzie, które profile można skrócić i jak bardzo.

Jak do tego doszliśmy?

Dodatkowy czas dekompresji, kalkulowany przez różne algorytmy dla nurkowań z użyciem mieszanek helowych, jest konsekwencją od dawna podtrzymywanego poglądu, że hel, który jest lżejszy od powietrza, dostaje się do tkanek szybciej, niż azot (w przypadku algorytmu Buhlmanna 2,65 raza szybciej). W efekcie, obecne algorytmy zalecają głębszy pierwszy przystanek (żeby zniwelować przesycenie w szybkich przedziałach, reprezentujących takie tkanki, jak mózg, czy rdzeń kręgowy), co skutkuje dalszym nasycaniem wolniejszych przedziałów i w konsekwencji wydłużeniem czasu całej dekompresji.

Jednak już wcześniej pojawiały się pewne wskazówki świadczące, że kara helowa jest fikcją. Przez ostatnie dwie dekady nurkowie GUE (Global Underwater Explorers) przeprowadzali rekordowo długie nurkowania jaskiniowe w Wakulla Springs i połączonych systemach, w ramach projektu Woodsville Karst Plain Project (WKPP). Założyciel i Prezes GUE, Jarod Jablonski zdradził mi, że odkryli, że wymagana podczas tych nurkowań dekompresja była przeważnie zupełnie niezależna od zastosowanej frakcji helu. Inni nurkowie techniczni również zaobserwowali podobne niezgodności - niektórzy oszukiwali swoje komputery nurkowe, wprowadzając niższą frakcję helu, niż rzeczywiście występująca w trymiksie, którym oddychali, żeby skrócić czas dekompresji. Z powodów wymienionych wcześniej, nie jest to oczywiście zalecana praktyka.

Ale prawdziwym przełomem były badania na zwierzętach, które Doolette, nurek jaskiniowy i uczestnik projektu WKPP, prowadził w pierwszych latach XXI wieku na Uniwersytecie w Adelajdzie, przed podjęciem pracy w NEDU. Będąca wynikiem tych badań praca Zmiany przepływu krwi u owiec nie wykazują różnic pomiędzy zaotem i helem w kinetyce gazu w mózgu i cudach szkieletowych, opublikowana dopiero w grudniu 2014, że nie ma żadnych różnic w kinetyce azotu i helu, czyli w nasycaniu nimi tkanek i ich eliminacji. Błąd w tytule - „szkieletowe cuda” (skeletal miracle) zamiast mięśni szkieletowych (skeletal muscle) - został w cudowny sposób odkryty dopiero po publikacji pracy, ku wielkiemu rozczarowaniu autorów. Konkluzją tej pracy był fakt, że przypisywanie różnych stałych czasowych dla azotu i helu jest niewłaściwe dla wszystkich, poza najwolniejszymi, przedziałów w algorytmie dekompresyjnym. 

Testowanie helu

W ostatnich latach Kanadyjska Marynarka Wojenna, wraz z innymi instytucjami, rozpoczęła serię programów badawczych nad trymiksem, po części z powodu rosnących kosztów helu i zaprosiła do udziału w nich U.S. Navy. U.S. Navy używa tylko helioksu jako diluentu w mieszankowych nurkowaniach rebreatherowych i w ogóle nie stosuje obiegu otwartego do nurkowania mieszankowego. Doolette, jego kolega dr Wayne Gerth, szef zespołu dekompresyjnego w NEDU i dr Keith Gault przekonali sponsorów, że program trymiksowy miałby jakikolwiek sens jedynie wtedy, gdyby trymiks oferował znaczącą redukcję czasów dekompresji w stosunku do helioksu [2], a takie twierdzenie nigdy nie było zbadane.

Nieliczne eksperymenty na ludziach, porównujące nurkowania nitroksowe i helioksowe na takie same głębokości dały sprzeczne rezultaty i nie dostarczyły niezbitych dowodów na różnice w wymaganej dekompresji. Prowadzono również badania dotyczące trymiksu, ale żadne z nich nie miały na celu wykazanie rzeczywistej różnicy w wydajności pomiędzy trymiksem a helioksem. Doolette i spółka opracowali eksperyment, który miał zapełnić tę lukę.

Wykorzystując probabilistyczny model dekompresyjny LEM (Linear Exponential Multigas), stworzony przez NEDU do oceny ryzyka wystąpienia choroby dekompresyjnej (DCS), zespół wybrał profil testowego nurkowania - głębokość 200 stóp, czas denny 40 minut - który reprezentował największe różnice w prognozowanym prawdopodobieństwie wystąpienia DCS pomiędzy trymiksem a helioksem, spośród wstępnego zestawu profili, które jednocześnie nadawały się do testowania na ludziach i miały zastosowanie praktyczne (20 do 60 minut czasu dennego na głębokości 150 - 300 stóp). Eksperyment, przeprowadzony w Symulatorze Oceanicznym NEDU (OSF - Ocean Simulation Facility), miał następujący przebieg.

Każdy z nurków ochotników wyposażony został w rebreather mieszankowy Navy MK-16 z maską pełnotwarzową. Jako diluent zastosowano trimiks 12/44 (12% tlenu, 44% helu, 44% azotu) lub helioks 12/88 (12% tlenu, 88% helu). Nurkowie w zanurzeniu, sprężeni do głębokości 200 stóp, pedałowali przez 40 minut na rowerkach stacjonarnych.

Po 40 minutach nurkowie odbywali trwającą 119 minut dekompresję, zgodnie z trymiksową tabelą Mk-16 dla stałego PO2 (patrz poniżej), która jest nie tylko o 15 minut krótsza, niż według odpowiedniego profilu dla helioksu, ale również umożliwia wynurzenie do pierwszego przystanku na głębokości 70 stóp, zamiast 90 stóp, jak wynikałoby z tabeli helioksowej. Po wynurzeniu nurkowie monitorowani byli pod kątem wystąpienia objawów i symptomów DCS.

He.experiment.sched

Zgodnie z wyliczeniami LEM, na podstawie bazy danych he8n25, zawierającej ponad cztery tysiące profili nurkowań powietrznych, nitroksowych, helioksowych i trymiksowych, nurkowie używający trymiksu jako diluentu mieli 2,14% prawdopodobieństwo dostania DCS [3], podczas gdy szanse na wystąpienie objawów u nurków oddychających helioksem wynosiły 5,56%, czyli ponad dwukrotnie więcej. Jeśli model dekompresyjny był odpowiedni, to znaczy jeśli dekompresja na trymiksie miałaby być bardziej „efektywna” niż na helioksie dla tego typu nurkowań, Doolette i spółka powinni w trakcie eksperymentu oczekiwać większej liczby wystąpień DCS po nurkowaniach helioksowych, w porównaniu z nurkowaniami trymiksowymi.

Rezultaty? Przez ponad 10 tygodni 32 ochotników wykonało 50 nurkowań helioksowych, bez żadnego incydentu i 46 nurkowań trymiksowych, z dwoma zdiagnozowanymi przypadkami DCS, po czym naukowcy postanowili zakończyć eksperyment. Wyjściowa hipoteza badaczy została potwierdzona statystycznie: dekompresja trymiksowa nie jest bardziej efektywna niż helioksowa. Oznacza to również, że obecne algorytmy, w tym również tabele U.S. Navy obarczone są błędem i wymagają korekty.

Według dr Doolette, pomimo że przetestowany został tylko jeden profil nurkowania, głównie ze względu na koszty, jest mało prawdopodobne, żeby testowanie innego profilu z wyjściowego zakresu dało odmienne wyniki, ze względu na sposób, w jaki działają algorytmy dekompresyjne. Wyniki powinny mieć również zastosowanie do nurkowania na obiegu otwartym.

Obecnie NEDU pracuje nad dostosowaniem algorytmów U.S. Navy, tak żeby odzwierciedlały najnowsze odkrycia. Obejmie to prawdopodobnie korektę półokresów dla azotu i helu w przedziałach do 100 - 200 minut a nawet wolniejszych, co według Doolette’a będzie długim procesem - „Cała nauka o dekompresji tak wygląda. Rzadko kiedy mamy szanse poprawić coś tak szybko, jak w tym przypadku. Jak wiele czasu zajęła korekta dekompresyjnych koncepcji Buhlmanna”.

Cóż więc to oznacza dla nurków technicznych?

W szerszej perspektywie oznacza to, że nurkowie techniczni zaczną używać helioksu, który prawdopodobnie jest lepszy od trymiksu, jako preferowanego diluentu w nurkowaniu rebreatherowym, podczas gdy głębokie nurkowanie na obiegu otwartym (istnieje jeszcze coś takiego?) prawdopodobnie utknie na trymiksie, ze względu na ceny helu. Co interesujące, taką prognozę postawił dr Bill Stone w artykule Sprawa helioksu: kwestia narkozy i ekonomii, opublikowanym w styczniu 1992 roku w  aquaCORPS, nr 4.

„Podsumowując” napisał Stone „debata helioks kontra trymiks skupia się obecnie na kosztach wynikających z niskiej efektywności obiegu otwartego na dużej głębokości. Jednak kiedy technologia rebreatherowa stanie się szeroko dostępna, ta debata się skończy i helioks stanie się preferowaną mieszanką denną w głębokim nurkowaniu [4]”. A wszystko to napisał zanim jeszcze okazało się, że kara helowa nie istnieje. Hel kosztował wtedy około 22 centów za stopę sześcienną, podczas gdy dziś kosztuje od 0,85 do 1,85 dolara za stopę sześcienną, zależnie od lokalizacji.

Oczywiście bardziej palącym problemem jest „Jakiego algorytmu będą używać nurkowie techniczni do planowania dekompresji helioksowej?”. Aktualne tabele U.S. Navy Mk-16 MOD 1, opublikowane w podręczniku nurka U.S. Navy są jedną z możliwości, ale, jak już wspomnieliśmy, aktualna wersja zawiera karę helową. Więc nurkowie techniczni muszą czekać, aż NEDU lub inny ośrodek naukowy, jak Uniwersytet Duke, opublikuje poprawiony algorytm i producenci komputerów nurkowych go wykorzystają.

Niestety, nie stanie się to z dnia na dzień. „Ze względu na cykle finansowania, miną przynajmniej dwa do trzech lat, zanim te prace staną się ogólnie dostępne” - wyjaśnia Doolette.


[1] Z drugiej strony, udowodnione zostało, że dekompresja z saturowanego nurkowania helioksowego wymaga mniej czasu, niż z saturowanego nurkowania nitroksowego, ponieważ odsycanie azotu z bardzo wolnych tkanek, które determinują dekompresję podczas nurkowań saturowanych, zajmuje dużo więcej czasu.

[2] Warto wrócić uwagę, że w nurkowaniu rebreatherowym helioks ma ogromną przewagę nad trymiksem: zero narkozy i mniejsza gęstość/niższa praca oddechowa a niekorzystne włąściwości termiczne helu nie stanowią problemu w nurkowaniu rebreatherowym. Jedyną możliwą przyczyną stosowania azotu w diluencie jest złagodzenie ewentualnych objawów HPNS (High Pressure Nervous Syndrome) podczas bardzo głębokich nurkowań, poniżej 150 m.

[3] Tabele rebreatherowe U.S. Navy MK-16 MOD 1 są tabelami stałego ryzyka, co oznacza że prawdopodobieństwo wystąpienia objawów DCS jest takie samo dla każdego profilu i wynosi około 2%. W większości tabel i algorytmów komputerowych ryzyko to nie jest jednoznacznie określone i rośnie proporcjonalnie do czasu dekompresji. Dodatkowo, większość tabel ma „punkt idealny”, w któym ryzyko jest minimalne.

[4] Zespół Stone’a w 1987 roku używał helioksu podczas nurkowań na obiegu otwartym, w trakcie programu Wakulla Springs, który zasadniczo zmienił podejście do nurkowań mieszankowych i ich założenia. Program ten był sponsorowany przez Air Products.

Centrum Nurkowe Divemania

Jagny 16 A 
 
02-406 Warszawa 
 
tel.: +48691444481 

NIP: 951-229-63-91

Email: sklep@divemania.pl
www: www.divemania.pl

Zapisz sie do naszego newslettera

informacje o wyjazdach i kursach